生物转化法制备龙脑

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1、生物转化法制备龙脑概述龙脑是香料和医药工业重要的原料化学合成的龙脑中，异龙脑含量较高，药效较差，毒性较大，无法满足人们需求人们环保意识的增强和生活质量的提高，制备出天然龙脑成分更相似的产品更显得重要生物转化催化方法有较高的选择性，反应条件温和，无毒，环境污染小，制得的产品，更接近天然产物。一、龙脑的概述龙脑(Bome01)又名冰片，由羟基所在空间位置不同形成了相应的立体异构体。龙脑为无色半透明的六方片状结晶体，其分子式C10H17OH，分子量为154．25，化学名1，7，7-三甲基双环[2，2，1]庚-2-醇龙脑的应用医药处方减少微血管内皮上细

2、胞间黏附因子表达，对内皮细胞有保护作用通过改善缺血脑组织的血氧供应，进而改善该区域的能量代谢，起到对脑缺血的保护作用对中枢神经兴奋性有较强的双向调节作用，既有镇静安神作用，又有醒脑作用促进其他药物的透皮吸收，对神经胶质细胞的分裂和生长有促进作用抗炎及止痛和抗菌作用，对金黄色葡萄球菌、乙型溶血性链球菌、草绿色链球菌、肺炎球菌和大肠杆菌等在试管内均有明显抗菌作用二、龙脑的制备方法从植物中提取龙脑化学法合成龙脑生物法制备龙脑2.1从植物中提取龙脑方法：结晶(龙脑冰片)龙脑香科植物龙脑香树脂的加工品或树干及树枝水蒸气蒸馏升华，冷却优点：提取得到的龙脑被

3、认为是天然龙脑缺点：提取天然龙脑的植物资源稀缺，生产成本高2.2化学法合成龙脑优点：合成龙脑原料易得，价格低廉，很大程度上代替天然龙脑，以满足市场上的需求无水草酸酯化-皂化二步法氯乙酸法合成龙脑苯氧乙酸酯化-水解法α-直接水合法樟脑还原法2.2.1无水草酸酯化-皂化二步法方法：利用从松节油中分馏得到的a．蒎烯与无水草酸在硼酐和醋酐的催化下发生酯化反应生成草酸龙脑酯、双戊烯、二聚萜烯等轻油分。蒸去轻油后加苛性碱液皂化，获得游离龙脑。经蒸汽蒸馏龙脑与聚合物分离，再经升华结晶等方法精制得商品龙脑缺点：酯化反应剧烈放热，难以控制，于50℃投料，无水草酸

4、需分六批加入并不断采取冷却措施，操作极不便，且生产过程有爆炸危险，原料消耗大，产品质量差2.2.2氯乙酸法合成龙脑方法：把传统的酯化剂换为氯乙酸进行合成优点：酯化反应稳定，易于控制，生产安全，所得龙脑产品中正龙脑含量较高缺点：选择催化剂时要尽可能避免生成异龙脑酯副反应的发生，且反应时间长，原料循环周期过长2.2.3苯氧乙酸酯化一水解法方法：松节油中的Q．蒎烯与苯氧乙酸反应生成苯氧乙酸龙脑酯，然后在碱性条件下水解即得到龙脑缺点：酯化反应困难、原料转化率低、工业应用难度大2.2.4α-直接水合法方法：将原来酯化和皂化这两步反应合二为一，即利用蒎烯在

5、催化剂作用下直接发生水合反应缺点：a．蒎烯的直接水合反应中，龙脑一般只是一种副产物，含量只有百分之几2.2.5樟脑还原法方法：以天然樟脑为原料，在还原剂作用下将樟脑还原为两个差向异构的仲醇一异龙脑和龙脑，还原剂是金属钠、铜、钴、Cu．Cr合金、液氨+金属钠、氢化锂铝、烷基氢化铝等，或采用电还原法缺点：生产成本较高，产品中的异龙脑含量仍较高2.3生物法制备龙脑找到能够专一性或选择性转化蒎烯生成龙脑的微生物，则以丰富的蒎烯为原料，通过生物转化的方法制备龙脑的产率将会大大地提高由蒎烯生物转化制备龙脑由龙脑酯生物催化水解制备龙脑利用微生物催化龙脑酯水解

6、获也可以得到龙脑，水解过程往往伴随着氧化反应的发生，在得到龙脑的同时，还会得到羟基化的乙酸龙脑酯由其它单萜类化合物生物转化制备龙脑三、龙脑的研究方法取适量样品，用乙酸乙酯溶解，毛细管点样，乙酸龙脑酯和龙脑作为对照，晾干后于展开剂为石油醚-乙酸乙酯(1：5)混合液的展开缸中展开，通过碘蒸汽显色，与对照样的比移值(Rf)对比，进行定性分析薄层色谱法(TLC)红外光谱法(IR)采用KBr压片法，将实验中经TLC初步检测的样品进行红外光谱分析，并与龙脑的标准谱图对照气相色谱法(GC)四、蒎烯生物转化制备龙脑富集培养土样采集从富含松节油的环境中采集土壤，

7、通过建立适当的筛选模型进行微生物菌株的筛选，从自然界中筛选到一些能够利用蒎烯为底物生长并能转化蒎烯生成龙脑的微生物菌株，探索制备龙脑的新方法菌株的筛选菌株的分离纯化菌株的筛选菌株筛选方法菌悬液土样直接涂布分离法稀释涂布划线分离单菌落菌株保藏检测转化能力及产物液体富集培养法富集培养土样稀释涂布划线分离单菌落菌株保藏检测转化能力及产物五、水解乙酸龙脑酯产龙脑菌株的筛选及鉴定生物转化α-蒎烯生成的主要产物之一为乙酸龙脑酯，如果酯能经进一步水解，则可以生成龙脑。在二步法化学合成龙脑的过程中，第一步也需先酯化生成龙脑酯，才开始第二步的皂化反应，但经过酯化

8、-皂化后的产品中，含有35～45％的异龙脑，影响了龙脑的质量和价格。生产制备出与天然龙脑成分更相似即正龙脑含量较高的龙脑产品将能够弥补化学合成龙脑的缺